Atmosferik soğuk plazma ile fonksiyonelleştirilmiş nano ve mikro boyutlu ilaç taşıyıcı sistemlerin tasarımı ve nanotıp uygulamaları
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Rektörlük, Rektörlük, Türkiye
Tez Danışmanı: Ayşegül Öksüz
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: YÖK 100/2000 Programı
Özet:
Son yıllarda, ilaç taşıyıcı sistemlerin geliştirilmesi, biyoteknoloji, malzeme bilimi ve ilaç endüstrisinde önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. İlaç taşıyıcı sistemler, ilaçların hedefe yönlendirilmesi, istenilen etki süresinin sağlanması ve yan etkilerin azaltılması gibi avantajlar sunarak ilaç tedavisinin etkinliğini artırmayı hedeflemektedir. Bu amaçla, yeni nesil taşıyıcı sistemlerin tasarlanması ve geliştirilmesi önemli bir gereklilik haline gelmiştir. Bu tezin temel amacı, atmosferik soğuk plazma yöntemi kullanılarak fonksiyonelleştirilmiş quercetin yüklü grafen oksit nanoparçacık temelli ve PCL nanofiber, PCL/GO kompozit ilaç taşıyıcı sistemlerinin geliştirilmesidir. Çalışma üç ana aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada, grafitten grafen oksit (GO) sentezlenmiş ve atmosferik soğuk plazma (ASP) ile farklı sürelerde (0, 1, 5 ve 10 dakika) modifiye edilmiştir. Bu modifikasyonun amacı, GO'nun yüzey özelliklerini ve biyolojik uyumluluğunu iyileştirmektir. İkinci aşamada, polikaprolakton (PCL) temelli ilaç taşıyıcı sistemler geliştirilmiştir. Bu süreçte, PCL ve quercetin (QU) içeren PCL/QU çözeltileri, elektrospinning öncesinde 0, 0,5, 1 ve 3 dakika sürelerle ASP ile modifiye edilmiştir. Plazma modifikasyonunun, PCL'nin yüzey morfolojisi ve ilaç yükleme kapasitesi üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Son aşamada, ilk bölümde geliştirilen GO ve ASP ile fonksiyonelleştirilmiş GO'lar PCL ile harmanlanarak, PCL/GO temelli kompozit nanofiber ilaç taşıyıcı sistemler geliştirilmiştir. Bu kompozit yapıların morfolojik, fizikokimyasal özellikleri ile birlikte QU'in salım profili ve sitotoksik özellikleri araştırılmıştır. Geliştirilen bu sistemlerin etkinliği, MDA-MB-231 meme kanseri hücre hattı kullanılarak test edilmiştir. Yapısal ve morfolojik analizler, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılarak yapılmıştır. Fizikokimyasal özellikler, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve X-ışını kırınımı (XRD) ile incelenmiştir. İlaç salım profilleri, UV-Vis spektroskopisi kullanılarak değerlendirilmiş ve salım kinetikleri hesaplanmıştır. Hücre proliferasyonu ve apoptoz testleri ise akış sitometrisi ile gerçekleştirilmiştir. Elektrospinning öncesi PCL çözeltilerinin ASP işlemi ile modifikasyonu, sonuçta elde edilen nanofiber ilaç taşıyıcı sistemler üzerindeki önemli etkisini göstermektedir. Elektrospinning öncesi, PCL çözeltileri 0.5, 1 ve 3 dakika süreyle ASP işlemine tabi tutulmuştur. ASP işlemi süresi nanofiber morfolojisini ve boyutunu etkilemekte olup, daha uzun süreler daha büyük fiberlerin elde edilmesine neden olmaktadır. QU'nun eklenmesi fiber çapını azaltırken, ilaç taşıyıcı sistemleri kontrol ederek özelliklerini değiştirme fırsatları sunmaktadır. ASP işlemi, elektrospinning sırasında istenmeyen kimyasal değişikliklerin veya PCL nanofiberlerinin bozunmasının olmamasını sağlayarak polimer yapısının bütünlüğünü garanti altına almaktadır. XRD sonuçları, PCL nanoliflerinin ASP koşullarında stabilitesini doğrulamaktadır. ASP işlemi ayrıca nanofiber hidrofobisitesini etkilemektedir, kısa sürelerin hidrofilikliği daha fazla arttırdığı görülmektedir. QU salınım yüzdeleri ASP işlem süresine göre değişmektedir ve PCL/CAP-0.5-QU en yüksek salınım yüzdesine (56±2.2%) sahip olarak öne çıkmaktadır, bu da modifiye edilmemiş PCL/QU'yu geçmektedir. Ayrıca, QU ve ASP işlemi kombinasyonunun kanser hücresi canlılığını sinerjik olarak azalttığı, QU salımını artırdığı ve ilaç yükleme verimliliğini artırdığı görülmüştür, bu da ilaç taşıyıcı sistemlerin uygulamaları için umut verici bir yaklaşım yapmaktadır.